Neues aus Unternehmendmz 18/2016

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Vielseitige Anwendungen für Mem-branverfahren in der Molkereiindustrie Synder Filtration ist ein führender Anbieter von Membranfiltrationstechnologien für die Milchwirtschaft und bietet Nanofiltrations- (NF), Ultrafiltrations- (UF) und Mikrofiltrationsmembranen zum Einsatz in zahlreichen Anwendungen in der Molkereiindustrie. Synder wurde 1994 gegründet und wächst seitdemals unabhängiger US-amerikanischer Hersteller und konzentriert sich auf die Entwicklung langfristigerKundenbeziehungen durch technisches Fachwissen, erstklassigen Kundendienst und eine sehr kurze Reaktionszeit. Durch über 30 verschiedene Membrantypen bietet Synder eine breite Auswahl, wenn es um molekulare Trenngrenzen (MWCO) geht und bietet auf Anfrage zusätzlich eine kundenspezifischeMembranentwicklung. Sämtliche Produkte sind hygienisch und entsprechen US FDA CFR Titel 21, EC Reg. Nr. 1935/2004 und EU Reg. Nr 10./2011 sowie den USDA-, Halal-, Kosher- und 3-A-Hygiene-standards. Synder ist ein zertifiziertes, herstellendes Unternehmen nach ISO 9001:2008.

MembrantechnologiePolymermembranen werden zur Tren-

nung, Konzentration und/oder zur Frak-tionierung einer breiten Spanne an Me-dien verwendet. Die Membran dient alsselektive Barriere für Flüssigkeiten und er-möglicht den Transport verschiedener Zu-fuhrströme. Bei dieser Entwicklung derQuerstromfiltration verläuft der Zustromparallel zur Membranoberfläche und er-zeugt so eine Querkraft entlang der Ober-fläche, die Ablagerungen und Anhaftun-gen verringert. Zudem verfügen die Mem-branen über eine asymmetrische Poren-struktur mit größeren „fingerähnlichen“Poren unter der Membran, die ein schnel-les Durchdringen zum Permeatträger er-möglicht, sowie kleinere Oberflächenpo-ren, die die Abscheideleistung der Zielmo-leküle in der Feed-Lösung gezielt steuern.

Abbildung 1 zeigt Ihnen die asymmetri-sche Porenstruktur einer PES Ultrafiltrati-onsmembran.

MilchverarbeitungsdiagrammDas folgende Diagramm zeigt, wie Na-

nofiltrations- (NF), Ultrafiltrations- (UF)und Mikrofiltrationsmembranen in denverschiedenen Phasen der Milchverarbei-tung eingesetzt werden können. Dies um-fasst den ersten Schritt zur Fett-/Mikroor-ganismenentfernung, die Molkeprotein-konzentration sowie die Laktosekonzen-tration und Demineralisierung.

NanofiltrationLaktosekonzentration & Deminerali-

sierung: In den späteren Phasen derMilchverarbeitung wird die Nanofiltrationhauptsächlich zur Laktosekonzentration

und Demineralisierung vor der Umkehros-mose-Nachbehandlung und der Einleitungdes Abstroms eingesetzt. NF-Membranenermöglichen einwertigen Ionen, die Mem-brane zu passieren, während mehrwertigeIonen teilweise filtriert werden. Dies bieteteinen Vorteil für die Produktion laktose-freier Milch und die Reduzierung des Mol-kegehalts zur Minimierung der Transport-kosten. Außerdem unterstützt die Ver-wendung von NF die Reduzierung von Mi-neralien und die Gewinnung von Laktosemit hohem Reinheitsgehalt.

UltrafiltrationMolkeproteinkonzentration/Isolat-

Herstellung: Polymerische Spiralwickel-elemente für die Ultafiltration stellen denIndustriestandard zur Produktion vonMolkeproteinkonzentrat (WPC) und Mol-

Abbildung 1 Dairy processing diagram

Asymmetric pore structure of PES ultrafiltration membrane Fotos: Synder

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Concentration/ demineralization WPC/ WPI

Dairy – brine clariification

keproteinisolat (WPI) aus Käsemolke dar.PES-basierte Membranen für die Ultrafil-tration mit einer molekularen Ausschluss-grenze zwischen 3.000 und 10.000 Daltonwerden für diese Anwendung gewöhnlichverwendet, da diese für eine optimale Per-meabilität, Proteintrennung und Mem-branlebensdauer sorgen.

Beim WPC werden kontinuierliche UF-Systeme normalerweise phasenweise auf-gebaut. Hierbei werden gewöhnlich dicke-re Abstandshalter wie beispielsweise paral-lel verseilte oder geriffelte Abstandshalterbei der Diaflitration gegen Ende des Filtra-tionsvorgangs verwendet, um den Fest-stoffgesamtanteil zu maximieren und dieEffizienz beim Entfernen kleinerer Nicht-Proteine zu erhöhen. Beim WPI werdennormalerweise zuerst MF-Membranenverwendet, um den Fettanteil im Molke-protein zu reduzieren. Anschließend er-folgt die Anwendung von UF und Diafil-tration, um das WPI weiter zu konzentrie-ren. Dies führt zu einem WPI mit hohemProtein- und niedrigem Fett- und Laktose-gehalt im Vergleich zur WPC.

Salzlakeklärung: UF PVDF-basierteMembranen mit einer durchschnittlichenmolekularen Trenngrenze von 50.000 Dal-ton werden gewöhnlich verwendet, umSalzbadlösungen zu klären. Bei der Käse-produktion wird das Salzen angewandt,um dem Käse Geschmack zu verleihen unddas Bakterienwachstum durch Entziehender Feuchtigkeit zu hemmen und die Rin-denbildung zu fördern. Dies ermöglichtnicht nur die Wiederverwendung der Salz-bäder, sondern stellt auch einen Vorteil fürdas Ionengleichgewicht dar, welches zurReifung des Käses in optimaler Geschwin-digkeit führt.

Milchproteinkonzentrat-/ Milchpro-teinisolatherstellung: Ultrafiltrations-membranen mit molekularen Trenngren-zen von ca. 30.000 Dalton werden häu-fig für die Konzentration von Milchpro-teinen aus entrahmter Milch verwendet.Nachdem die Vollmilch in entrahmteMilch und Sahne getrennt wurde, kanndiese Membran verwendet werden, umdas Milchprotein zu fraktionieren undkonzentrieren. Die Molke- und Kasein-

mischung bietet zahlreiche nutritive Ei-genschaften und kann die Wärmebe-ständigkeit des Produkts, dem es hinzu-gefügt wurde, verbessern. Der rel. neu-trale Geschmack und die helle Farbe ma-chen dies zudem zu einem idealen Zusatzfür Produkte der Milchwirtschaft.

MikrofiltrationProteinfraktionierung/-trennung: Grö-

ßere Porengrößen der MF-Membranen er-möglichen Molke und Kasein eine leichte-re Trennung vor der Konzentration im UF-Schritt. PVDF-Membranen mit Trenngren-zen zwischen 0,08 und 0,1μm stellen einewirtschaftliche Lösung für die Trennungdieser Proteine dar. Die Proteinstandardi-sierung ermöglicht eine bessere Steuerungder Qualität von Molkereiprodukten undderen Nebenprodukten.

Entfernung von Fett/Mikroorganis-men: PVDF-Membranen, die für die Pro-teinfraktionierung eingesetzt werden,können auch für die Entfernung von Fettverwendet werden und produzieren quali-tativ hochwertiges WPC und WPI. Diegrößere Porengröße der MF ermöglichtSystemen mit deutlich weniger Druck zuarbeiten, was wiederum zu einer Reduzie-rung des Energieverbrauchs führt. MF-Membranen können auch als erster Schrittzur Vorbehandlung der Pasteurisierungeingesetzt werden, um sicherzustellen,dass sämtliche Bakterien und Sporen in derMilch vollständig abgetötet werden.

Des Weiteren können Membraneneingesetzt werden, um hohen Tempera-turen und pH-Bedingungen standzuhal-ten und eine Desinfektion ohne Einsatzvon Chlor zu erreichen. Dies kann die Le-bensdauer der Membranen und der Ge-räte verlängern.